共轭梯度算法在画幅式层析成像光谱仪中的应用

介绍了画幅式层析成像光谱仪的基本原理及共轭梯度算法,解决了共轭梯度法在实际应用中的几个问题,如图像分割,先验算子的引入.通过对实际数据的计算,得到了95×95的像素,28个波段的数据立方体.实际证明本算法及程序在层析成像光谱仪上的应用是成功的.     

共轭梯度算法在高能X光照相密度重建中的应用

高能X光照相的密度重建方法主要有傅立叶变换重建、滤波反投影重建、代数法重建等。本文将共轭梯度算法用于高能X光照相的密度重建。采用了标准的共轭梯度程序并作了修改，可以根据实际需求加入一定的约束条件。该程序在有限数据下也能很好地运行。这种方法将被重建客体的模拟与客体的辐射照相投影联系起来。首先，以已知数据为依据，产生客体的一个初始模型。然后，用射线追踪法模拟这一客体的辐射照相。共轭梯度算法将该辐射照相与实际测量的辐射照相投影做比较找出最大可能解。循环迭代，直到实际测量的和计算得到的辐射照相之间的差别足够小(小到令人满意)。     

基因算法在参数反演问题中的应用研究

提出了一种利用改进的基因算法求大气压强精确公式的参数反演方法。运用基因算法反演求出由多态方程推导大气压强公式中的大气比热比γ ,从而得到大气压强精确计算公式 ,并与文献给出的大气压强公式进行比较。结果表明 ,用基因算法所确定的大气压强公式所得计算值与实测值更加吻合 ,说明基因算法在反演问题中具有很高的应用价值。同时经数据分析得出改进基因算法比传统基因算法精度高、速度快。     

Tikhonov算法在相干成像辐射率和流速反演中的应用

介绍了Tikhonov算法对HL-2A装置辐射率反演的应用,在修正了HL-2A装置相机定位造成的视弦偏移等问题后,采用Tikhonov算法获得了J-TEXT装置的辐射率和流速的反演图像。     

基于贝叶斯分层模型的MCMC方法在闪光图像重建中的应用

针对闪光图像得到的光程数据,采用贝叶斯分层模型建立了后验概率模型,运用Gibbs抽样动态构造马尔可夫链;进而获得了关于线吸收系数的统计结果及其不确定度,并与约束共轭梯度(CCG)方法进行对比分析。数值实验结果表明,马尔可夫链蒙特卡罗(MCMC)方法对理想光程图像的重建结果与真值近似完全一致;在含模糊和噪声时,重建结果与CCG方法相当;当含模糊且噪声干扰较大时,MCMC方法的重建结果要略优于CCG;更重要的是MCMC方法能够给出重建结果的不确定度。     

FTIR光谱拟合方法在反演气体浓度中的应用

研究用FTIR光谱测量系统反演气体浓度的方法,在WINDOWS操作系统下应用非线性最小二乘拟合算法实现了CO气体的定量分析。在FTIR光谱拟合中,使用HITRAN数据库中的光谱作为校准训练集,使测量的CO红外透过率谱与计算的参考光谱达到最佳拟合得到了该气体的浓度,反演结果的绝对准确度达到1%～5%。     

细菌觅食优化算法在光散射法颗粒粒度反演中的应用

针对函数约束算法中传统的智能算法反演时存在鲁棒性差和易陷入局部最优的缺点,提出了将正则化理论与细菌觅食优化算法相结合应用在颗粒粒度的测量中。引入Tikhonov平滑泛函来构建算法的目标函数,采用L曲线法确定正则化参数;再利用细菌觅食优化算法通过趋向、聚群、复制和迁徙等四种智能行为,迭代计算来搜寻函数的最优解。实验仿真结果表明:利用细菌觅食优化算法实现了在不同程度的随机噪声下的服从J-SB分布的单峰分布的均匀球形颗粒粒度分布反演,其反演结果更稳定,反演精度高,对于实现稳定、快速、准确的颗粒粒度在线测量具有重要的意义。     

阻尼型高斯-牛顿法及其在高频电磁波测井反演中的应用

提出一种改进的阻尼型高斯牛顿优化算法,通过引入阻尼矩阵,对反演参数依其相对修改量不同而给以不同的阻尼作用,并将它用于高频电磁波测井资料的反演中.     

约化密度矩阵及其在量子信息处理中的应用

密度矩阵在量子力学中主要是扩展了态矢量的概念.约化密度矩阵是通过对整个系统中的密度矩阵的某一子系求部分迹得到的.本文首先介绍了约化密度矩阵的定义,然后指出约化密度矩阵在纠缠态的定义、两体系统中量子纠缠的度量、系统与环境耦合造成的退相干的物理机制等量子信息前沿领域方面的应用.     

快速傅里叶算法在哈特曼夏克传感器波前重构算法中的应用

提出了一种应用快速傅里叶变换算法提高哈特曼－夏克波前传感器波前重构实时性的快速算法，在根据波前斜率值应用最小二乘法估计波前相位的过程中，应用快速傅里叶变换算法进行方程的对角化和相位值的解耗，算法精站度，稳定，空间分辨率越高，算法实时性的优越性就越显著。     

边缘特征增强算法和小波分析在精确聚焦中的应用

在数字成象系统中,如何快速而且有效地实现精确聚焦一直是成象系统研究中的焦点.本文提出了利用增强图象边缘特征来提高精确聚焦能力,并将常见的边缘增强滤波器与以小波变换为基础构建的滤波器进行了比较,实验数据表明,虽然常见滤波器和基于小波变换滤波器都能提高聚焦能力,但后者能更有效地分辨出只有微小的离焦量的图象,有很好的应用前景.     

激光干涉技术在超声速气体喷嘴特性研究中的应用

在激光与物质相互作用的实验中,气体靶通常由超声速喷嘴在高背压下向真空中高速喷射气体产生。激光与气体靶相互作用时确定打靶条件对整个实验有着十分重要的意义。为了得到不同实验条件下气体靶密度的分布特性，采用马赫-曾德尔干涉法测量了气体靶密度分布，获取了干涉图样。使用基于傅里叶变换的条纹处理方法测得的干涉图样，得到不同实验条件下气体分子密度的全空间分布。实验表明：用M-Z干涉仪测量超声速气体喷嘴产生的气体靶密度分布十分有效。基于傅里叶变换的条纹处理方法具有精度高、实时性好的优点，为打靶时气体靶密度的实时测量提供了可能。     

数字图像相关技术的综合算法及其在断裂力学中的应用

鉴于散斑图的随机噪声和相关搜索运算过程仍是当今影响相关图像技术所获结果精度与计算速度两大有待研究解决的主要问题,提出一种基于小波变换、序惯相似度检测和统计相关算法三者相结合的新算法。其基本原理是应用小波变换对变形前后的散斑图进行滤波平滑处理;利用序惯相似度检测算法进行粗搜索,找到可能的匹配点;在可能的匹配点应用统计相关法进行细搜索,最终找到匹配点的位置。基本实验、计算和应用表明,这种算法在消除噪声和提高运算速度等方面,取得了良好的效果。     

多尺度变步长最小均方自适应算法在光纤陀螺数据处理中的应用

为有效抑制光纤陀螺(FOG)随机噪声,提出将一种多尺度变步长最小均方(MVSLMS)自适应算法应用于FOG数据处理中。根据FOG输出数据的特点,构建了MVSLMS自适应滤波器,提出了FOG信号滤波算法的实现步骤。对FOG实测静态数据、振动数据和速率测试数据进行了滤波实验,结果表明所提算法对FOG随机噪声的抑制效果明显,相比LMS滤波,MVSLMS自适应滤波后的静态数据零偏稳定性数值减小了72.0%,振动数据在振前、振中、振后零偏稳定性数值分别减小91.5%,77.4%和96.5%,速率测试数据标准差减小了54.4%。摇摆测试滤波实验结果表明所用算法对FOG真值信号具有较好的跟踪能力。     

多尺度变步长最小均方自适应算法在光纤陀螺数据处理中的应用

为有效抑制光纤陀螺(FOG)随机噪声,提出将一种多尺度变步长最小均方(MVSLMS)自适应算法应用于FOG数据处理中。根据FOG输出数据的特点,构建了MVSLMS自适应滤波器,提出了FOG信号滤波算法的实现步骤。对FOG实测静态数据、振动数据和速率测试数据进行了滤波实验,结果表明所提算法对FOG随机噪声的抑制效果明显,相比LMS滤波,MVSLMS自适应滤波后的静态数据零偏稳定性数值减小了72.0%,振动数据在振前、振中、振后零偏稳定性数值分别减小91.5%,77.4%和96.5%,速率测试数据标准差减小了54.4%。摇摆测试滤波实验结果表明所用算法对FOG真值信号具有较好的跟踪能力。     

结合n模式表示势的含时密度矩阵重正化群求解激发态非辐射衰减速率：理论形式和在薁分子中的应用

本文提出一种来计算多原子分子包含Franck-Condon区势能面非谐效应的无辐射衰减速率的方法. 这种方法结合了n模式表示法,通过构造第一性势能面和近乎精确的含时密度矩阵重正化群法(TD-DMRG),来模拟量子动力学过程. 另外,在TD-DMRG 的框架下,进一步发展了计算末态分辨的速率常数的算法,它对于分析每个振动模式对于跃迁过程的贡献十分有用. 本文采用这种方法研究了考虑基态势能面非谐性后的薁分子的内转换过程. 结果表明,即使对这个半刚性的分子,模式内的非谐性也能够显著的提高内转换速率;在考虑双模式的耦合之后,速率会进一步增加. 其原因是由于C-H振动的黄昆因子接近于0,其在简谐势能面上无法对内转换做出贡献,而非谐性打开了C-H振动接受电子能量的能力.     

小波变换和连续投影算法在火龙果总酸无损检测中的应用

应用可见/近红外光谱技术、小波变换(WT)和连续投影算法(SPA),对火龙果总酸含量(TA)进行精确、快速的无损检测,为火龙果内部品质无损检测提供科学依据。利用Maya2000光纤光谱仪采集380～1 099 nm范围的火龙果漫反射光谱数据,通过WT消噪、SPA优选波长和偏最小二乘回归(PLSR)分析方法,建立了火龙果总酸的定量预测模型。试验结果表明：经过WT消噪联合SPA优选波长压缩光谱变量后建立的WT-SPA-PLSR模型,预测精度都高于全谱PLSR模型。由全部样本的原始光谱变量作为输入变量建立PLSR模型的预测相关系数(R_p)为0.851 394, 预测均方根误差(RMSEP)为0.086 848;全部样本的原始光谱数据使用dbN(N=2,3,…,10)小波进行分解消噪,其中消噪效果最优的是db4小波2层分解(db4-2),WT-PLSR模型的R_p为0.915 635,RMSEP为0.066 752,小波变换消噪后的光谱预测模型精度明显提高;原始光谱经过db10-3小波消噪联合SPA算法,从570个光谱变量中优选出530,545,604,626,648,676,685,695,730,897,972,1 016 nm共12个变量作为输入变量,建立WT-SPA-PLSR预测模型,模型的R_P为0.882 83, RMSEP为0.077 39。SPA算法适合火龙果TA模型的光谱变量选择,能够有效提取与总酸相关度高的波长变量,增加了预测模型的精度和稳定性。研究结果表明小波变换技术联合连续投影算法的漫反射近红外光谱无损检测火龙果总酸含量具有可行性。